JP2009029904A - 半導体封止用樹脂組成物及び樹脂封止型半導体装置 - Google Patents

Abstract

【課題】封止操作において液状吐出が可能で、かつ硬化物の高温下での耐リフロー性及び耐湿信頼性が良好であり、また、後工程で重要な性能である樹脂封止した時の封止品の反りの小さな半導体素子を製造することができる半導体封止用樹脂組成物を提供する。
【解決手段】（Ａ）ビフェニル型の液状エポキシ樹脂を含むエポキシ樹脂と、（Ｂ）２個以上のフェノール型水酸基を有するエポキシ樹脂用硬化剤と、（Ｃ）エポキシ樹脂用の硬化触媒と、（Ｄ）無機フィラーと、を必須成分とする半導体封止用樹脂組成物であって、４０〜８０℃で液状化することにより液状吐出が可能で半導体封止に好適な封止用樹脂組成物。
【選択図】なし

Description

本発明は半導体封止用樹脂組成物及び樹脂封止型半導体装置に係り、特に、硬化物の耐リフロー性、耐湿信頼性に優れ、低反り性で、かつ環境対応の半導体封止用樹脂組成物及びそれを用いた樹脂封止型半導体装置に関する。

近年、電子機器の高密度実装化及び組み立て工程の自動化の要求から、半導体装置の実装方法は従来のピン挿入法から表面実装法へと移行してきている。表面実装法により基板にパッケージをはんだ付けする際には、基板上のクリームはんだを赤外線やフロロカーボン蒸気で加熱しリードと接続する方法がとられている。このとき半導体装置全体は２１５〜２６０℃の高温に晒されることになる。

この急激な加熱が原因となって半導体装置の封止樹脂部分にクラックが発生し、デバイスの信頼性の極端な低下を引き起こすことがある。すなわち、半導体装置の封止樹脂部分はわずかではあるが吸湿しており、この吸湿した封止樹脂部分が高温にさらされると内部の水分が気化膨脹することにより膨れ、その応力によって封止樹脂部分が破壊に至る。

また、近年における生活環境に対しての関心の高まりから、半導体装置においても、外装や接合に使用されるはんだからの鉛の除去、パッケージ中に含まれる臭素化合物やアンチモン化合物の除去が強く求められている。現在、鉛を使用しないハンダのうち半導体装置分野に使用可能なハンダの多くは従来のハンダに比較して融点が高く、前述した表面実装時の半導体装置の温度も同様に高くなることとなる。従って、加熱により発生する水蒸気圧はさらに増大し、半導体装置の封止樹脂部分にはさらにすぐれた耐リフロー性が要求される。

また、半導体装置の薄型化、小型化によりその内部構造がより複雑化しており、従来の無機フィラーを多量に含んだ封止用樹脂組成物ではトランスファー成形時に充填性の不具合が生じてきている。

このような状況の中、上記の課題を解決するために、封止用樹脂組成物の主剤であるエポキシ樹脂、ならびに硬化剤を中心にトランスファー成形タイプの封止用樹脂組成物の改良が行われている（例えば、特許文献１〜４参照。）。一方では、この成形性の課題を解決すべく、ディスペンス可能な液状の封止用樹脂組成物の開発も盛んに行われている（例えば、特許文献５〜８参照。）。

しかしながら、トランスファー成形タイプの常温で固形の封止用樹脂組成物では、現在、上記した成形性の問題、タブレットを打錠する際の金属異物の混入、形状の異なるタブレット毎に打錠するという問題、タブレットのわれ・かけ、の問題等が解決課題として残っており、一方、常温で液状の封止用樹脂組成物では、耐リフロー性や耐湿信頼性が充分ではなく、また、要求される難燃性が獲得できない等の問題等が解決課題として残っている。
特開２００５−１６２８２６ 特開２００４−２０３９１０ 特開２００５−１４６１４１ 特開２００３−１６５８９６ 特開２００６−４５４２１ 特開２００６−５７００７ 特開２００３−１６０７２９ 特開平９−１５３５７０

上述したように半導体素子の封止に用いられる封止用樹脂組成物には、流動性、充填性等の成形性の向上が求められているとともに、その硬化物には耐リフロー性、耐湿信頼性の向上、パッケージを封止した際の低反り性、臭素系難燃剤等の環境に有害なものを含まないこと等が求められている。

本発明はこのような課題を解決するためになされたものであって、製造上は実質的に液状樹脂として扱え、かつ、性能的には最も高い信頼性を保有する固形の半導体封止樹脂に匹敵する性能を示す、環境対応も可能な封止用樹脂組成物及びそれを用いた樹脂封止型半導体装置を提供することを目的とするものである。

本発明の半導体封止用樹脂組成物は、（Ａ）ビフェニル型の液状エポキシ樹脂を含むエポキシ樹脂と、（Ｂ）２個以上のフェノール型水酸基を有するエポキシ樹脂用硬化剤と、（Ｃ）エポキシ樹脂用の硬化触媒と、（Ｄ）無機フィラーと、を必須成分とすることを特徴とするものである。

また、本発明の樹脂封止型半導体装置は、本発明の半導体封止用樹脂組成物で半導体素子を封止したことを特徴とするものである。

本発明の半導体封止用樹脂組成物は、固形樹脂の場合に採用される加熱混錬システムと同様に調整してもよいが、これに変えて、液状のシステム、また、溶媒使用システムを適用して調製することができる。その場合には、分子レベルでの均一な混合が可能であり、高信頼性の封止用樹脂組成物を調製することができる。この場合、液状相で調製するので、現在、最重要課題となっている微細な金属異物を容易に除去することが可能である。

本発明の半導体封止用樹脂組成物によれば、４０〜８０℃の加熱下で液状吐出性能に優れると共に、その硬化物の耐リフロー性、耐湿信頼性が良好で、かつ表面実装タイプの樹脂封止型半導体装置に必須であるパッケージの優れた低反り性を有する半導体装置を提供することができる。また、この硬化物は、現状の液状樹脂と比較して、低反り性を実現可能なため低熱膨張でもあり、かつ、環境対応型の封止用樹脂組成物として高度な難燃性をも有する。

また、本発明の樹脂封止型半導体装置は、上記したような優れた性質を有する封止用樹脂組成物を用いているため、高い装置信頼性を有するものである。

以下、本発明を更に詳細に説明する。

本発明の半導体封止用樹脂組成物は、（Ａ）ビフェニル型の液状エポキシ樹脂を含むエポキシ樹脂と、（Ｂ）２個以上のフェノール型水酸基を有するエポキシ樹脂用硬化剤と、（Ｃ）エポキシ樹脂用の硬化触媒と、（Ｄ）無機フィラーと、を必須成分とする樹脂組成物である。

本発明に用いる（Ａ）ビフェニル型の液状エポキシ樹脂を含むエポキシ樹脂は、（Ａ１）ビフェニル型の液状エポキシ樹脂、すなわち、常温で液状であるビフェニル骨格を有するエポキシ樹脂を必須成分とするものである。ビフェニル型の液状エポキシ樹脂としては、上記した性状、骨格を有するものであれば特に限定されずに用いることができる。なお、本発明におけるビフェニル骨格には、ビフェニル環のうち少なくとも一方の芳香族環を水素添加してなるものも含まれ、このような水素添加型のエポキシ樹脂が好ましく用いられる。このような水素添加型のエポキシ樹脂としては、具体的には、ジャパンエポキシレジン（株）製のＹＬ−６８００等が例示できる。

この（Ａ）ビフェニル型の液状エポキシ樹脂を含むエポキシ樹脂としては、上記した（Ａ１）ビフェニル型の液状エポキシ樹脂を単独の成分として構成したものでもよいし、さらに、他のエポキシ樹脂を用いて２種以上を混合したものでもよく、２種以上を用いる場合には、（Ａ２）固形のエポキシ樹脂を併用したものであることが好ましい。

ここで、（Ａ２）固形のエポキシ樹脂は、常温で固形のエポキシ樹脂であり、多官能型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂等が挙げられ、より具体的には、例えば、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ナフトールのノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡのノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡのグリシジルエーテル、テトラ（ヒドロキシフェニル）アルカンのエポキシ化物、ビスヒドロキシビフェニル系エポキシ樹脂等が挙げられる。

ここで、（Ａ）ビフェニル型の液状エポキシ樹脂を含むエポキシ樹脂は、樹脂組成物全体に対して２〜１０質量％含有することが好ましく、４〜８質量％含有することが特に好ましい。

また、このとき（Ａ）ビフェニル型の液状エポキシ樹脂を含むエポキシ樹脂において、（Ａ１）ビフェニル型の液状エポキシ樹脂と（Ａ２）固形のエポキシ樹脂との配合量の質量比（Ａ１）／（Ａ２）は１００／０〜５０／５０であることが好ましく、（Ａ１）ビフェニル型の液状エポキシ樹脂と（Ａ２）固形のエポキシ樹脂を併用した場合には、配合量の質量比（Ａ１）／（Ａ２）は９５／５〜７５／２５であることが特に好ましい。

このとき、（Ａ１）と（Ａ２）とを混合したエポキシ樹脂は、液状でも固形でもよく、樹脂組成物としたときに４０〜８０℃において液状となるものであれば特に限定されるものではなく、このとき、樹脂組成物は常温で固形となることが好ましい。

本発明に用いられる（Ｂ）２個以上のフェノール型水酸基を有するエポキシ樹脂用硬化剤は、１分子中に２個以上のフェノール基を有するものであれば特に限定されるものではなく、封止用樹脂組成物の製造に一般に用いられるフェノール樹脂硬化剤であれば広く用いることができる。このようなものとしては、例えば、フェノールアラルキル樹脂、ナフトール樹脂、テルペンフェノール樹脂等が挙げられる。

フェノール樹脂硬化剤の水酸基当量は１３０以上であることが好ましい。このような水酸基当量とすることにより、十分な難燃性、低吸湿性を得ることができる。また信頼性を確保するため、フェノール樹脂硬化剤中に含まれるフリーのフェノール類の濃度を０．５％以下とすることが好ましい。

ここで、（Ｂ）２個以上のフェノール型水酸基を有するエポキシ樹脂用硬化剤は、樹脂組成物全体に対して２〜１０質量％含有することが好ましく、４〜８質量％含有することが特に好ましい。

（Ａ）エポキシ樹脂と（Ｂ）エポキシ樹脂用硬化剤との配合比は、（Ｂ）エポキシ樹脂用硬化剤のフェノール性水酸基数と（Ａ）エポキシ樹脂のエポキシ基数との比（フェノール性水酸基数／エポキシ基数）が０．４〜１．０の範囲となるように配合することが好ましい。上記値が０．４未満では硬化反応が充分に起こりにくく、上記値が１．０を超えると、硬化物の特性、特に耐湿性が劣化しやすくなるためである。

次に、本発明に用いられる（Ｃ）エポキシ樹脂用の硬化触媒としては、フェノール樹脂硬化剤を用いてエポキシ樹脂を硬化する際に、硬化促進剤として使用されることが一般に知られているものであれば特に限定されるものではない。

この硬化促進剤としては、例えば、ＤＢＵ（１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７）、トリメチルホスフィン、トリエチルホスフィン、トリブチルホスフィン、トリフェニルホスフィン、トリ（ｐ−メチルフェニル）ホスフィン、トリ（ノニルフェニルホスフィン）、メチルジフェニルホスフィン、ジブチルフェニルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、１，２−ビス（ジフェニルホスフィノ）エタン、ビス（ジフェニルホスフィノ）メタン等の有機ホスフィン化合物、２−メチルイミダゾール、２，４−ジメチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール、２−フェニルイミダゾール、２−フェニル−４−メチルイミダゾール、２−へプタデシルイミダゾール等のイミダゾール化合物又はその誘導体等が挙げられる。

これらの（Ｃ）硬化触媒は単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。これらの（Ｃ）硬化触媒の添加割合はそれぞれの触媒活性が異なるため一概にその好適量は決められないが、例えば、（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール樹脂硬化剤及び（Ｃ）硬化触媒の合計量中、０．１〜５質量％の範囲で添加することが好ましい。硬化促進剤の添加量が０．１質量％未満では硬化性能が低下し、５質量％を超えると硬化物の耐湿信頼性が低下する傾向がある。

また本発明では、硬化潜在性を有する触媒が好ましく、例えば、ジシアンジアミド、尿素触媒等が挙げられ、これらの硬化触媒は、カプセル型触媒、包接触媒等の形態にして混合することが好ましい。

本発明に用いられる（Ｄ）無機フィラーとしては、半導体封止用樹脂組成物に用いられるものであれば特に限定されずに用いることができるが、例えば、溶融シリカ、結晶性シリカ、アルミナ、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、酸化チタン、炭化ケイ素、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等が挙げられ、球状シリカを用いることが好ましい。これらは単独で用いても、２種以上を混合して用いてもよい。

本発明では、使用する無機フィラーを表面処理剤等で表面処理することが好ましく、例えば、シリカ粉末をアミノシラン型表面処理剤により表面処理することがより好ましい。この処理はアミノシラン型表面処理剤を気化することでも行うことができる。

表面処理剤は、無機フィラーを構成する粉末のうち微細シリカ粉末を除く粉末の表面処理を目的として加えられるものであり、一般に無機フィラーの表面処理に使用されるものであれば特に限定されるものではないが、シリコン原子に結合したアルコキシ基を有するシラン化合物が好ましく、なかでも一級もしくは二級のアミンを有するシラン化合物であるアミノシラン型表面処理剤が好ましい。これらのシラン化合物を用いることにより封止用樹脂組成物の成形性をより良好にすることができる。

一級もしくは二級のアミンを有するシラン化合物としては、例えば、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、γ−Ｎ−フェニルアミノプロピルトリメトキシシラン等を用いることができる。これらの一級もしくは二級のアミンを有するシラン化合物は単独もしくは２種以上混合して使用することができ、さらにこれら以外の表面処理剤を併用してもかまわない。

このとき表面処理剤の配合割合は、封止用樹脂組成物全体の０．０１〜５質量％であることが好ましい。０．０１質量％未満では成形性の向上が十分でないおそれがあり、５質量％を超えると封止用樹脂組成物の硬化物の信頼性に悪影響を与え好ましくない。

また、この（Ｄ）無機フィラーは、樹脂組成物全体に対して８０〜９５質量％含有することが好ましく、８５〜９０質量％含有することが特に好ましい。

また、この（Ｄ）無機フィラーとしては、同種の無機フィラーを用いる場合でも、平均粒径の異なる２種以上の粉末からなるものが好ましく、例えば、シリカを用いる場合には、そのうちの１種は、シリカ微粉末であることが好ましく、このときいずれのシリカも球状であることがより好ましい。

ここでシリカ微粉末は、平均粒径０．５〜２．０μｍのシリカ粉末であり、例えば、ＶＭＣ（Vaperized Metal Combution）法により合成された非晶質シリカ微粉末をアミノシラン型表面処理剤で表面処理したものが好ましく、このとき、４５μｍ以上の粗粒分を３０ｐｐｍ以下とした微細シリカ粉末であることが好ましい。なお、ここで平均粒径は、粒度分布測定器を用いてレーザー回折・散乱法によって行い、その他の平均粒径も本明細書において同様の測定により求めた。

ＶＭＣ（Vaperized Metal Combution）法とは、シリコン粉末とシリカ粉末とをキャリアガスと共に加熱して溶解または気化させた後、冷却し、非晶質シリカ微粒子を形成する方法である。ＶＭＣ法では、例えば、シリカ粉末を溶解することによりその表面張力により真球とし、そのまま冷却させることで真球度の高い、平均粒径の揃った非晶質シリカ微粒子を得ることができる。ＶＭＣ法による非晶質シリカ微粒子の製造方法の具体例としては、例えば、特開２００１−１０６５２１号公報に示されるものが挙げられる。

このとき、表面処理は上記したアミノシラン型表面処理剤を用いて行い、このように表面処理することにより得られる微細シリカ粉末は、凝集性が改善されており、従来では１５０μｍ程度しか行なうことができなかった篩を４５μｍ以下で行なうことができる。このため、微細シリカ粉末の平均粒径を０．５〜２．０μｍとし、かつ、その４５μｍ以上の粗粒分を３０ｐｐｍ以下とすることができる。

このような表面処理が施され、所定の平均粒径、粗粒分量とされた微細シリカ粉末を、球状シリカを構成する２種以上の粉末のうちの１種として用いることで、封止用樹脂組成物の流動性、充填性等の成形性の向上が可能となる。また、このような微細シリカ粉末を用いることで凝集物の発生を抑制することができ、樹脂封止型半導体装置における不良の発生も抑制することができる。

さらに、用いられる微細シリカ粉末は、８００℃における質量損失が０．０５％〜０．２０％であることが好ましい。この質量損失は微細シリカ粉末の表面処理剤の定量に用いられるものである。質量損失が０．０５％未満であると表面処理剤の量が少ないため効果が不十分となり、例えば、微細シリカ粉末が凝集したり、封止用樹脂組成物の流動性が低下したりするといった不都合が発生することがある。また、質量損失が０．２０％より多くなると表面処理剤が多すぎるため、例えば、微細シリカ粉末が再凝集したり、封止用樹脂組成物の成形性、耐熱性が低下したりするといった不都合が発生することがある。なお、表面処理を施していないシリカ粉末の一般的な質量損失は０．０２％以下である。

また、用いられる微細シリカ粉末は、その熱抽出水のｐＨが５．５〜８．５であることが好ましい。熱抽出水のｐＨが５．５未満であると表面処理剤の量が少なく、ｐＨが８．５を超えると表面処理剤が多すぎ、いずれの場合においても微細シリカ粉末の凝集及び再凝集、封止用樹脂組成物の流動性、成形性及び耐熱性の低下等の発生があるため好ましくない。

さらに、用いられる微細シリカ粉末は、その熱抽出水の電気伝導度が１．５ｍＳ／ｍ以下であることが好ましい。微細シリカ粉末の熱抽出水の電気伝導度が１．５ｍＳ／ｍを超えると不純物が多すぎることとなり、例えば、これを用いた封止用樹脂組成物により半導体素子を封止して半導体装置を製造した場合に、その信頼性が低下するおそれがある。

用いられる微細シリカ粉末の配合割合は、封止用樹脂組成物全体に対して１〜３０質量％であることが好ましく、５〜２０質量％であればより好ましい。１質量％未満では、封止用樹脂組成物の流動性が不足し、充填性が悪くなってしまい、また、３０質量％よりも多いと製造時の混練性が悪くなり、封止用樹脂組成物を製造することが困難となるおそれがある。

本発明に用いられる球状シリカのうち、上記微細シリカ粉末と共に用いられる他の粉末としては、上記微細シリカ粉末よりも平均粒径の大きい球状のシリカ粉末が好適に用いられる。このようなシリカ粉末としては、例えば、溶射あるいは破砕により得られる平均粒径５〜２０μｍのシリカ粉末が好適に用いられる。

上記平均粒径５〜２０μｍのシリカ粉末の配合割合は、封止用樹脂組成物全体に対して６０〜９０質量％とすることが好ましい。平均粒径５〜２０μｍのシリカ粉末の配合割合が６０質量％未満であると、封止用樹脂組成物の流動性が不足し、充填性が悪くなるおそれがあり、また９０質量％を超えると混練性が悪くなり、封止用樹脂組成物を製造することが困難となるおそれがある。平均粒径５〜２０μｍのシリカ粉末の配合割合は、好ましくは７５〜８５質量％である。

本発明の封止用樹脂組成物には、上記、（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール樹脂硬化剤、（Ｃ）硬化触媒及び（Ｄ）無機フィラーに加えて、本発明の趣旨に反しない限度において、難燃剤、難燃助剤、天然ワックス類、合成ワックス類、直鎖脂肪酸やその金属塩、酸アミド類、エステル類、パラフィン類等の離型剤、カーボンブラック、二酸化チタンなどの顔料、シリコーンゴム、各種プラスチックス粉末、各種エンジニアリングプラスチックス粉末、ＡＢＳ樹脂やＭＢＳ樹脂の粉末等の低応力化剤などを適宣添加してもよい。

本発明の封止用樹脂組成物の製造は、少なくとも上記、（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール樹脂硬化剤、（Ｃ）硬化触媒及び（Ｄ）無機フィラーを、例えば、へンシェルミキサーなどのミキサーによって充分混合し、さらに熱ロールによる溶融処理又は二軸の押し出し機等による溶融混合処理を加えた後、冷却することによって行うことができる。

また、全組成を溶媒に溶かした後に、均一混合処理を行い、その後で除鉄処理を行い、溶媒を除去して、封止用樹脂組成物を製造することもできる。このとき、前工程で加熱混練処理を行った後、溶媒を使用することで分子状に均一混合し、溶媒を除去して、封止用樹脂組成物を製造することもできる。

このように製造された半導体封止用樹脂組成物は、常温では固体で、４０〜８０℃の加熱下では液状である。（Ａ）エポキシ樹脂が液状であった場合でも（Ｄ）無機フィラーとの混合により樹脂組成物としては常温で固体（粘土状）のものとすることができる。ここで、粘土状とは、封止用樹脂組成物に常温、常圧下、特に何ら力を加えていない状態では、その形状を保持しつづけ、外力を加えた場合には、その小さな応力により自在に変形し、成形可能でありながら、一旦成形した後、静置した状態ではその形状を保つことができるという特異なレオロジー特性を有するもの、すなわち、塑性変形が可能である性状のことを言う。

なお、本発明における樹脂組成物の粘度は、４０℃〜８０℃において、１０００Ｐａ・ｓ以下であることが好ましく、５００Ｐａ・ｓ以下、例えば、５〜５００Ｐａ・ｓであることがより好ましい。

樹脂封止型半導体装置は、上記封止用樹脂組成物を用いて半導体素子を封止することによって製造することができる。本発明では、４０℃〜８０℃の加熱下に、ディスペンス法、スキージ法、スクリーン印刷法等の通常の半導体封止用液状樹脂で使用する成形方法を採用することができる。

また、本発明の樹脂封止型半導体装置は、本発明の封止用樹脂組成物によって半導体素子が封止されたものであり、このとき封止される半導体素子は特に限定されるものではなく、従来公知の半導体素子を用いることができる。

以下、本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明する。

（実施例１〜６及び比較例１〜３）
封止用樹脂組成物を次のようにして製造した。まず無機フィラーをへンシェルミキサーにより表面処理剤で処理し、次いで他の成分を配合混合して６０〜１３０℃に加熱して混練し、これを冷却することにより、封止用樹脂組成物を得た。なお、表１に示した各成分としては、それぞれ以下に示すものを用いた。

エポキシ樹脂Ａ：ビフェニル型液状エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン（株）製、商品名：ＹＬ−６８００）
エポキシ樹脂Ｂ：ビフェニル型固形エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン（株）製、商品名：ＹＸ−４０００）
エポキシ樹脂Ｃ：オルソクレゾールノボラックエポキシ樹脂（住友化学（株）製、商品名：ＥＳＣＮ１９５ＸＬ；エポキシ当量１９７）
エポキシ樹脂Ｄ：多官能型エポキシ樹脂（日本化薬（株）製、商品名：ＮＣ−３０００）
フェノール樹脂Ａ：低吸湿性フェノール樹脂（明和化成（株）製、商品名：ＭＥＨ−７８５１Ｓ；水酸基当量２０９）
フェノール樹脂Ｂ：ノボラック型フェノール樹脂（昭和高分子（株）製、商品名：ＢＲＧ−５５６；水酸基当量１０４）
フェノール樹脂Ｃ：液状レゾール型フェノール樹脂（昭和高分子（株）製、商品名：ＢＲＬ−１２０Ｚ）

硬化促進剤：ＤＢＵフェノールノボラック塩（ＤＢＵ含有率３０％、全アミン価１０８）
無機フィラーＡ：溶射法による平均粒径１２μｍ、比表面積３．０ｍ^２／ｇの球状シリカ粉末
無機フィラーＢ：ＶＭＣ法により合成された非晶質シリカ微粒子をγ−アミノプロピルトリエトキシシランで表面処理した微細シリカ粉末（（株）アドマテックス製、商品名：ＳＣ−２５００ＳＱ；平均粒径０．５μｍ、比表面積６．０ｍ^２／ｇ、４５μｍ以上が７ｐｐｍ、８００℃における質量損失０．１２％、熱抽出水のｐＨ６．７）
無機フィラーＣ：無機系難燃剤（水酸化マグネシウム）
難燃剤：リン酸エステルアミド系難燃剤（四国化成工業（株）製、ＳＰ−７０３Ｈ）
着色剤：カーボンブラック
離型剤：カルナバワックス
表面処理剤：γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（日本ユニカー（株）製、商品名：Ａ−１８７）

次いで、これらの封止用樹脂組成物についてそれぞれ表２に示す項目の特性評価試験を行った。

また、封止用樹脂組成物の硬化物について、表２に示す項目の特性を評価するために、成形機によりこれらの封止用樹脂組成物を１７５℃に加熱した金型内で３分間成形し、さらに１８０℃で４時間アフターキュアを行い試験用成形品を得た。

表２の評価結果に示されるように、実施例１〜６の封止用樹脂組成物は比較例１〜３の封止用樹脂組成物に比べて、流動性、作業可使時間及び充填性等の成形性において優れると共に、その硬化物は耐湿信頼性試験での耐クラック性及びＰＣＴ不良発生率も良好であることが認められた。また、難燃性についても十分であることが認められた。なお、この実施例及び比較例で得られた封止用樹脂組成物は全て常温で固形（粘土状も含む）であった。

［試験方法］
＊１ 流動性：
高化式フローテスターにより８０℃の条件下で測定した。高化式フローは、ＪＩＳ Ｋ ７２１０に準じて測定した（ノズル径０．５ｍｍ、ノズル長さ１ｍｍ、試験荷重４９０ｋＰａ、ストローク１３ｍｍ）。
◎：１５秒以内に流出、○：１５〜３０秒以内に流出、×：流出せず
＊２ 粘度：
高化式フローテスターにより８０℃の条件下で測定した。高化式フローは、ＪＩＳ Ｋ ７２１０に準じて測定した。
＊３ 貯蔵安定性：
２５℃における保管時の粘度変化を測定した。粘度が初期値の９０％になる時間で次の基準により判断した。
◎：５日以上、○：３日以上、△：１日以上、×：１日未満
＊４ 吐出作業性：
ディスペンサー用シリンジに樹脂組成物を入れ、１秒加圧、１秒停止の繰り返しにより吐出試験を行った（シリンジ径２６ｍｍ、ニードル径０．７ｍｍ、吐出圧力０．２５ＭＰａ）。
◎：１本吐出可、○：７０％吐出で吐出困難、△：３０％吐出で吐出困難、×：吐出不可

＊５ 作業可使時間：
＊４と同じディスペンサー用シリンジに樹脂組成物を入れて作業温度（８０℃）で保持して、一定時間後、吐出試験再開したときに吐出できるかどうかを調べ、吐出可能であった時間に基づき次の基準により判断した。
◎：６Ｈｒ以上、○：３Ｈｒ以上、△：１Ｈｒ以上、×：１Ｈｒ未満
＊６ 充填性：
樹脂封止型半導体装置における充填性を調べるため、ＱＦＰ２０８−２８２８（厚さ１．４ｍｍ、チップサイズ１１×１１ｍｍ）とＴＳＯＰ５４（ＬＯＣ構造、チップサイズ４×６ｍｍ）を成形したときの充填性を調べた。
◎：１００％充填、○：９９％以上充填、△：９０〜９８％充填、×：９０％未満
＊７ 耐リフロー性試験：
成形して得られた樹脂封止型半導体装置を１８０℃で４時間アフターキュアを行い、８５℃、相対湿度６０％の雰囲気中に１６８時間放置して吸湿処理を行った後、これを最高温度２６０℃のＩＲリフロー炉に３回通した。この時点での樹脂封止型半導体装置のクラック発生率を調べた。なお、表２におけるクラック発生率は、（クラック発生数／試料数）で示した。

＊８ 耐湿信頼性試験（ＰＣＴ不良発生率）：
成形して得られた樹脂封止型半導体装置を１８０℃で４時間アフターキュアを行い、８５℃、相対湿度６０％の雰囲気中に１６８時間放置して吸湿処理を行った後、これを最高温度２６０℃のＩＲリフロー炉に３回通した。その後、１２７℃の飽和水蒸気雰囲気中に放置し、プレッシャークッカー試験（ＰＣＴ）を行い、不良（リーク不良、オープン不良）発生率を調べた。なお、表２における不良発生率は、（不良発生数／試料数）で示した。
＊９ 充填材凝集物の有無：
充填材（無機フィラー）の凝集状態を調べるために、成形したＱＦＰ２０８−２８２８（厚さ１．４ｍｍ、チップサイズ１１×１１ｍｍ）の断面を研磨し凝集物の有無を確認した。
◎：凝集無、○：微小な凝集が１〜２箇所有る、△：微小な凝集が３箇所以上有る
＊１０ 燃焼試験：
封止用樹脂組成物を１２０ｍｍ×１２ｍｍ×０．８ｍｍの試験片に成形した。この試験片について、ＵＬ−９４に基づく燃焼試験を実施し評価した。
＊１１ 試験片反り：
試験片としてＱＦＰ２０８−２８２８（厚さ１．４ｍｍ、チップサイズ１１×１１ｍｍ）を成形し、一点を固定した場合の最大反りを測定した。

Claims (9)

1. （Ａ）ビフェニル型の液状エポキシ樹脂を含むエポキシ樹脂と、
   （Ｂ）２個以上のフェノール型水酸基を有するエポキシ樹脂用硬化剤と、
   （Ｃ）エポキシ樹脂用の硬化触媒と、
   （Ｄ）無機フィラーと、
   を必須成分とし、４０〜８０℃において液状であることを特徴とする半導体封止用樹脂組成物。
2. 前記（Ａ）ビフェニル型の液状エポキシ樹脂を含むエポキシ樹脂が、（Ａ１）ビフェニル型の液状エポキシ樹脂及び（Ａ２）固形のエポキシ樹脂を含むことを特徴とする請求項１記載の半導体封止用樹脂組成物。
3. 前記（Ａ２）固形のエポキシ樹脂が、ビフェニル型の固形エポキシ樹脂であることを特徴とする請求項２記載の半導体封止用樹脂組成物。
4. 前記（Ａ２）固形のエポキシ樹脂が、多官能型の固形エポキシ樹脂であることを特徴とする請求項２記載の半導体封止用樹脂組成物。
5. 前記（Ａ）ビフェニル型の液状エポキシ樹脂を含むエポキシ樹脂において、（Ａ１）ビフェニル型の液状エポキシ樹脂と（Ａ２）固形のエポキシ樹脂との配合量の質量比（Ａ１）／（Ａ２）が１００／０〜５０／５０であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の半導体封止用樹脂組成物。
6. 前記（Ｄ）無機フィラーを８０〜９５質量％含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の半導体封止用樹脂組成物。
7. 前記（Ｄ）無機フィラーが、平均粒径０．５〜２．０μｍのシリカ粉末及び平均粒径５〜２０μｍのシリカ粉末の平均粒径の異なる２種類のシリカ粉末であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項記載の半導体封止用樹脂組成物。
8. 前記半導体封止用樹脂組成物が、常温（２５℃）では固形であり、４０℃〜８０℃では粘度が５００Ｐａ・ｓ以下の流動可能な液体であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項記載の半導体封止用樹脂組成物。
9. 請求項１乃至８のいずれか１項記載の半導体封止用樹脂組成物で半導体素子を封止したことを特徴とする樹脂封止型半導体装置。